精选 低温强磁场光探测磁学成像系统attoCSFM

低温强磁场光探测磁学成像系统attoCSFM

光探测磁共振成像系统attoCSFM是基于光学检测的电子自旋共振（ESR）技术，在音叉式AFM针尖上嵌入一个有氮空位（NV色心）的金刚石纳米晶粒，利用共聚焦显微镜检测NV色心自旋依赖的荧光强度。 音叉式AFM针尖通常以非接触模式工作，并且保持音叉式AFM针尖和样品之间的距离恒定。NV色心在样品产生的磁场下会发生能级塞曼分裂，此时，如果用微波照射NV色心，一旦微波的频率和NV色心的ESR频率一致，attoCFM会观察到NV色心的荧光强度有很大下降。通过监测NV色心荧光强度，并利用锁相技术控制微波频率，使得其随针尖移动时始终处于ESR状态，记录下针尖位置与相应的ESR频率，再利用ESR频率和磁场的函数关系推倒出得到磁场的位置像。

attoCSFM系统的稳定性好，室温下一个小时的漂移小于10nm。由于其磁传感器带一个NV色心的纳米金刚石晶粒体积小，和同样具有很高灵敏度的超导量子干涉仪器件以及扫描霍尔显微镜相比，它成像的空间分辨率在纳米尺度。传统的磁力显微镜(MFM)成像空间分辨率也可以到纳米尺度，但是attoMFM的磁性针尖和样品相互作用的方式决定了它在成像时对样品本身的磁性有扰动，并不是完全非侵入式的，而且只能给出定性的图像。attoCSFM工作温度1.5K-300K，磁场强度0-15T，CFM低温物镜（NA=0.82，WD=4mm），光谱范围400-1600nm，扫描范围30X30um(4K)。

从工业应用来说，attoCSFM是研究下一代高密度磁存储器zei佳选择，也是发展和研究自旋电子学、量子技术新应用的新手段，它的出现解决了纳米尺度磁成像这一基本问题，在材料科学、超导科学、生物科学研究方面有着广泛应用。